Изучение основных закономерностей электронного строения и спектров щелочных металлов

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

Учреждение образования

«Гомельский государственный университет имени Франциска Скорины»

Физический факультет

Изучение электронного строения и

спектров

атомов щелочных металлов

Отчет о лабораторной работе

Выполнил:

студент группы ФТТ-32                                                    Гордунов Д.С.

Гомель 2012

Цель работы: изучение основных закономерностей электронного строения и спектров щелочных металлов; определение величины дублетного расщепления спектральных термов, эффективного заряда и постоянной экранирования для атома щелочного металла.

Приборы и оборудование: спектрограф ИСП -30, микрофотометр МФ-4, атлас спектральных линий железа, спектропроектор ПС-18, набор электродов, соль натрия, фотопластинки и фотореактивы для их обработки.

Рабочие формулы:

 - разность частот;

 – постоянная расщепления;

 - эффективный заряд ядра;

 - постоянная экранирования;

 – величина расщепления;

Выполнение работы:

1). Определим положение дублетной линии в спектре натрия относительно шкалы спектрографа. Найдем соответствующие длины волн λ₁ и λ₂:

3p  3s   λ₁ = 588,99 10^-9 м;    λ₂ = 589,59 10^-9 м;                          

5s 3p   λ₁ = 615,4210^-9  м;    λ₂ = 616,07 10^-9 м;         

4d 3p   λ₁ = 568,2710^-9  м;    λ₂ = 568,8210^-9  м;

2). Рассчитаем разность частот Δν наблюдаемых дублетов по формуле :

Δν₁ = 518,34 10⁹   с^-1

Δν₂ = 515,91 10⁹с^-1

Δν₃ = 515,09 10⁹ с^-1

3). На основании результатов, полученных в пункте (2), найдем значение постоянной расщепления по формуле  :

с^-1

4). Пользуясь формулой  найдем значение эффективного заряда ядра Z_эфф:

5). Зная значение эффективного заряда Z_эфф найдем значение постоянной экранирования для атома натрия ₁₁Na:

6). Рассчитаем величину расщепления

7). Из формулы  найдем величину квантового дефекта σ:

8). Зная величину квантового дефекта и используя формулу  определим численное значение коэффициента С₁:

9). С учетом полученных результатов в пункте (8) запишем значение потенциальной энергии в дипольном приближении:

Вывод: Изучены основные закономерности электронного строения и спектров щелочных металлов. Каждая спектральная линия расщепляется на две – дублетное расщепление. Его причиной является спин-орбитальное взаимодействие. Спектральная серия – совокупность линий. С ростом частоты излучения линии сгущаются, а из интенсивность уменьшается. Определены величины: постоянная расщепления ξ₃₁=2789 10¹⁰; эффективный заряд Z_эфф=3,61 и постоянная экранирования а = 7,39; квантовый дефект σ=6,19.